一体化药剂对植物修复重金属尾砂库的效应研究

通过对比试验,考察重金属稳定增肥一体化药剂对矿区剩余尾砂治理的应用效果,探讨其对景观苗木生长以及尾砂重金属有效形态的影响,以修复重金属尾砂库。结果表明:种植植物半年后,木芙蓉、金叶女贞、紫薇等优势植物在尾砂上生长良好;重金属稳定增肥一体化药剂能够显著提高植物的成活率,促进植物生长。添加药剂对植物吸收重金属的影响与植物品种本身耐受性和植物生长情况有很大关联,植物所处的季节及生长时期不同,植物吸收积累的重金属含量也有所不同;矿区添加重金属稳定增肥一体化药剂进行植被恢复可以有效控制重金属的淋洗,同时可以降低重金属的有效态含量,使重金属的活性降低,有效修复重金属尾矿库。     

大厂矿区锡矿尾砂对银合欢生长的影响研究

大厂矿区锡矿尾砂含有多种有毒有害物质 ,尤其是重金属As、Cd、Zn ,严重限制了植物的自然定居与生长。筛选能适应如此恶劣的条件的植物种类和对尾砂进行适当的改良是锡矿尾砂库植被恢复与重建成功与否的关键。在温室内进行的银合欢栽培实验表明 ,城市垃圾肥能较好地改善尾砂的理化性质 ,可以起到替代土壤的作用 ;银合欢在尾砂含量和垃圾肥含量各为 50 %并添加适当磷肥的组合中生长良好 ,可以作为大厂矿区锡矿尾砂库植被恢复与重建的优选植物。     

金昌镍铜矿区植物的重金属含量特征与先锋植物筛选

论文研究了西北荒漠的金昌镍铜矿区植物重金属特征, 并初步筛选了植被重建的可用物种 资源。该次调查共记录了32 种高等植物, 分属30 属14 科, 调查区域的物种数为: 露天矿(20 种)>新 尾砂库坝(13 种)>露天矿周边(8 种)>老尾砂库坝(6 种)>老尾砂库(5 种)。优势物种主要为: 砂蓝刺头、 中亚紫菀木、弯茎还羊参、乳苣、芦苇、针茅属、骆驼蓬、泡泡刺、角果藜。砂蓝刺头、弯茎还羊参、乳 苣、芦苇和密叶锦鸡儿适宜作荒漠矿区植被重建的先锋植物, 而种植针茅属和角果藜可用于西北荒 漠的矿区土地重金属污染治理。矿区植物的地上部平均Cu 含量最高, 为52.9mg/kg。植物地上部Ni 含量为5.1～155.6mg/kg, 平均含量为39.1mg/kg。角果藜地上部Ni 和Cu 含量是所有植物中最高 的, 分别为155.6 和239.0mg/kg。回归分析发现, Ni 与Cu 密切相关, Cu 含量越高, Ni 的富集和累积 Ni 量也越高。     

贵州晴隆锑矿尾砂中锑和砷的生物有效性及生态风险评价

为探明锑矿尾砂中锑(Sb)和砷(As)的形态分布特征及生态风险,选取贵州省晴隆锑尾矿库为研究对象,在尾砂剖面上(0~330 cm)采集样品33件,基于物相表征分析、冗余分析(RDA)及生态风险评价等方法,阐明了锑和砷在尾砂剖面上的形态分布及变化特征,并对其生态风险进行评价。结果表明:尾砂中主要以石英(SiO₂)、辉锑矿(Sb₂S₃)及方解石(CaCO₃)3种矿物存在;尾砂浸出液重金属浓度远低于毒性浸出标准;尾砂中Sb含量明显随深度增加而增加,而As含量在剖面上分布相对均匀。Sb各形态含量顺序为残渣态(1196.17 mg/kg)>可还原态(131.46 mg/kg)>弱酸提取态(54.07 mg/kg)>可氧化态(41.59 mg/kg),而As各形态含量顺序为残渣态(282.27 mg/kg)>可还原态(71.1 mg/kg)>可氧化态(42.06 mg/kg)>弱酸提取态(5.12 mg/kg);Sb和As的有效态含量分别占总量的16.94%和30.34%,其主要形态是可还原态。基于重金属总量的内梅罗综合污染指数评价法和潜在生态危害指数法的评价结果为存在重度污染和严重环境生态风险;基于重金属形态含量的风险评估编码法(RAC)和次生相原生相分布比值法(RSP)评价结果为低污染和低生态风险。基于重金属形态含量的评价方法可更客观准确地评价其可能对环境产生的潜在生态风险。     

不同植物物种及其组合对铅锌尾矿库修复效果研究

通过田间试验,采用生物有机肥为改良剂,设置8个处理分别为:对照、白三叶、金鸡菊、百喜草、月季、毛杜鹃、桂花+百喜草、湿地松+毛杜鹃+白三叶,研究不同耐性植物及其组合对植被恢复的影响,及植被恢复后尾砂自身性质的变化。结果表明:种植植物半年后,各小区的优势植物大都以禾本科草本植物为主,除对照处理外,植被覆盖度均大于90%,植物种类达14种,且桂花+百喜草处理、湿地松+毛杜鹃+白三叶处理,物种较单一种植高;狗牙根、白三叶、金鸡菊、百喜草、鬼针草均可作为矿区植被恢复的先锋草种,毛杜鹃可作为矿区植被恢复的先锋灌木;矿区植被恢复可以有效控制重金属的淋洗;同时,可以降低重金属的有效态含量,使重金属的活性降低,有效修复重金属尾矿库。     

桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用评价

为了掌握桃林铅锌矿尾砂库资源化综合利用状况,首先通过遥感解译,基于尾砂库筑建前与闭库后DEM数据查明了尾砂库的基本情况;其次,按照市场价格进行了潜在经济评价;最后,根据矿业遗迹与周边的自然、人文景观特点,进行了矿山公园评价。桃矿尾砂库的地表占地面积为2 214 726 m2,库容3 321.62×104m3,尾砂堆存量5082.08×104t。尾砂中有用金属镓的含量为12.34 g/t,储量627.13 t,潜在经济价值约4.54亿元;有用矿物萤石的平均含量为5.46%,储量277.48×104t,潜在经济价值约68.05亿元。评价结果表明,桃林铅锌矿具备申报国家矿山公园的基本条件与相关要求。     

黄河龙口库区野生植物区系分析

2011年,对黄河龙口库区植物区系成分进行了调查与深入析研究。表明:库区有野生维管植物283种,隶属于182属,63科;库区野生植物生活型、水分生态类型、区系地理成分与周围地带性植被相一致,但又表现出中生化的趋势和生境多样性、物种多样性增加趋势;水库工程建设对库区生态环境质量改善是有益的,但是人为干扰导致了植被的自我恢复演替,需要加强对区域生态环境的监管与治理,加速修复进度,避免过度开发。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

3种工业有机废弃物对铅锌尾矿生物化学性质及植物生长的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿中添加3种工业有机废物(酒糟、中药渣、蘑菇渣)作为改良剂,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:①添加酒糟、中药渣、蘑菇渣处理后尾矿中DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别降低了24.2%~27.3%、45.7%~48.3%、18.0%~20.9%和10.1%~14.2%;有机质、铵态氮、有效磷含量分别增加了2.27~2.32倍、12.4~12.8倍和4.04~4.74倍;土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了5.51~6.37倍、1.72~1.96倍、6.32~6.62倍和2.35~2.62倍.②添加酒糟、中药渣、蘑菇渣促进了植物种子萌发和种苗生长,植被盖度分别到达了84%、79%和86%;其中,黑麦草的生物量增加了4.2~5.6倍,狗牙根的生物量增加了15.7~17.3倍;黑麦草和狗牙根地上部分重金属含量均显著降低.③植被盖度、生物量与尾矿基质营养元素和土壤酶活性呈极显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈极显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿基质营养元素、土壤酶活性呈极显著负相关,与尾矿基质重金属有效态含量呈极显著正相关.综合分析表明,可以将酒糟、中药渣、蘑菇渣作为改良剂用于铅锌尾矿废弃地的生态恢复.     

重庆采煤沉陷区植物修复对土壤质量的影响

利用不同植物修复模式对重庆天府煤矿采煤沉陷区土壤理化性质的变化进行了研究。结果发现:经植物修复4 a各修复模式容重比对照明显减小;土壤孔隙度显著增大(p0.05),从对照的41.84%变化为油茶45.21%,商陆46.42%和黑麦草的47.87%,黑麦草上升的幅度达到6.03个百分点。有机质含量变化显著(p0.05),天然植被含量最高,为82.84 g/kg,其次为商陆的80.67 g/kg,对照区含量15.82 g/kg为最低。全氮、碱解氮含量显著减小(p0.05),全钾、速效钾、全磷、速效磷含量无显著变化(p0.05)。通过主成分分析不同植物修复区土壤前3个主成分值的散点图来表征土壤理化性质的综合变异性,并对采煤沉陷区植物修复后土壤质量进行了评价。     

8种木本植物对矿渣中重金属的吸收与富集研究

研究通过测定栽培在铅锌矿渣中的8种木本植物体内的Pb、Zn、Cu、Cd含量,分析比较了其吸收和富集4种重金属的能力。结果表明:Pb、Zn、Cu、Cd主要富集在植物根部,只有很少一部分重金属转移到植物地上部组织中,8种植物并非超富集植物,实地植物修复中可选取光皮树、黧蒴栲、楠木以及杜鹃作为修复铅锌污染土壤的潜力树种。     

洛坝铅锌矿废弃不同时间渣地植被恢复演替动态

对甘肃省徽县洛坝铅锌矿不同废弃时间的废渣地进行的化学分析表明,其主要污染物为重金属Pb和Zn,其w(Pb)和w(Zn)最大值分别为6 298和480 800 mg/kg. 重金属在废渣地中的质量分数随废弃时间的增长而减少;对废渣地恢复植被演替调查发现,Pb和Zn是影响植物自然演替的限制因子. 在现场考察的基础上对洛坝废渣地进行了植被恢复演替调查. 结果表明:从废弃时间序列上看,废渣地植物种类在增加、荒漠化在逆转,3,6和11 a的废渣地植物数分别为12,17和40种;从废渣地植被恢复演替序列上看,各时期植物都在更替,3 a废渣地以野艾蒿(Artemisia vulgaris)+升马塘(Digitaria sanguinalis)+车前草(Plantago asiatica)群落为主;6 a废渣地以野艾蒿+针叶蒿(Tripolium vulgare)+商陆(Phytolacca acinosa)+小蓬草(Erigeron annuu)群落为主;11 a废渣地又增加有固氮植物三叶草(Trifolium pratense)、苜蓿(Medicago lupulina)及紫薇(Lagerstroemia indica)、臭椿(Ailanthus altissima)的成功定居,已形成草-灌-乔简单植被结构.      

EDTA调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力

采用盆栽试验,研究了不同质量摩尔浓度EDTA(b(EDTA))调控下灯心草和龙须草对铅锌尾矿污染土壤的修复潜力.结果表明:当b(EDTA)为0.125～2.000 mmol/kg时能显著促进生长在铅锌尾矿污染土壤中灯心草和龙须草地上部生物量的增产,分别在0.500和1.000 mmol/kg时达到最大值.EDTA对2种草地上部生物量的影响大于地下部,分别通过影响株高和分蘖数实现,且对灯心草的影响程度大于龙须草.添加EDTA可以显著提高2种草对各重金属的富集能力,尤其以Pb, Cu最为明显.同时发现,EDTA对植物积累重金属能力的促进作用存在植物种类和重金属元素种类之间的差异.灯心草和龙须草分别在重金属积累、转运和生物量上存在优势,在EDTA调控下将2种植物合理搭配种植在铅锌尾矿污染土壤中能取得良好的重金属去除效果.      

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。     

萤石型铅锌尾矿渣的基质改良与矿山修复应用

以湖南郴州萤石型铅锌矿山建设中产生巨大量级尾矿渣的处置及排土场为研究对象,通过土壤障碍因子鉴别法确定尾矿渣理化性质的缺陷,再采用生化黄腐酸(BFA)、磷酸二氢铵、沸石和有机肥开展相应性能的改性研究,并以改良后的尾矿渣基质作为种植土壤,利用盆栽试验结合中试研究评估改良剂协同植物对尾矿渣的修复效果,提出基于尾矿渣原位基质改良及直接植被的生态修复方法。结果表明：当BFA、磷酸二氢铵、沸石和有机肥的添加量分别为0.5%、0.4%、2%和15%时,尾矿渣的pH值和干密度分别降低25.8%和77.6%,非毛管孔隙度、有机质、水解性氮和有效磷含量分别提升1.49,26.7,9.3,20.9倍。盆栽试验和中试结果表明：牛筋草对氟化物和重金属铅锌的富集与转运能力综合最优;波斯菊是综合富集能力最优的植物,对铅、锌和氟的富集量分别为267.2,432.8,513.2 mg/kg;籽粒苋是综合转运能力最优的植物,对铅、锌和氟的转运系数分别为0.485、1.208、1.810。为达到萤石型铅锌矿山的复垦效果,建议同时种植牛筋草、波斯菊和籽粒苋。     

湖南采矿区和冶炼区水稻土重金属污染及其潜在风险评价

对湖南省9个县市采矿区和冶炼区附近的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb进行了调查和分析.结果表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中重金属Cd、As、Cu、Zn和Pb的含量呈对数正态分布.单因子污染指数法评价表明,在所调查的区域中,有6个县市矿区和冶炼区附近的水稻土受到Cd的严重污染,其它地区的水稻土分别受到Cd、As、Cu、Zn和Pb不同程度的污染,其中衡阳常宁市水口山铅锌矿区和株洲清水塘冶炼区附近的水稻土受到重金属的严重污染.潜在风险评价表明,采矿区和冶炼区周围的水稻土中Cd潜在风险参数最高,其次是Pb和As.衡阳常宁水口山铅锌矿、株洲清水塘冶炼区、娄底冷水江锡矿和湘潭锰矿附近的水稻土中重金属的潜在生态风险参数很高,具有很高潜在风险程度;永州道县冶炼区水稻土中重金属的潜在生态风险程度为较高程度;郴州柿竹园铅锌矿.常德石门雄磺矿、益阳赫山区金矿区和岳阳临湘铅锌矿区附近的水稻土的重金属潜在生态风险为中等程度.     

铅锌选厂尾矿库生态系统中铅镉污染现状调查及对策

分析昭通市铅锌选矿厂尾矿库生态系统中铅镉等重金属污染现状，针对尾矿库闭库后的生态恢复中存在的问题，提出尾矿库闭库后的生态恢复措施及建议。     

Diversity of free-living nitrogen-fixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings during the process of natural ecological restoration

Biological nitrogen fixing is an important source of nitrogen input in the natural ecological restoration of mine wastelands. The diversity of nifH genes in tailings samples under di erent plant communities in Yangshanchong and Tongguanshan wastelands in Tongling, was analyzed using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) approach. The nitrogen-fixing microorganism community in the upper layer of tailings of Tongguanshan wasteland discarded in 1980 showed higher Shannon-Wiener diversity index than that in Yangshanchong wasteland discarded in 1991. The diversity of nifH genes in Yangshanchong wasteland of copper mine tailings did not display a consistent successional tendency with development of plant communities during the process of natural ecological restoration. Phylogenetic analysis of 25 sequences of nifH gene fragments retrieved from the DGGE gels indicated that there were mainly two taxa of free-living nitrogen-fixing microorganisms, Proteobacteria and Cyanobacteria living in the wastelands investigated, most of which were unique and uncultured. Canonical correspondence analysis (CCA) based on the relationship between band patterns of DGGE profile and physico-chemical properties of tailings samples showed that the diversity of nifH genes in di erent tailing samples was mainly a ected by loss of ignition, water content, pH and available Zn contents of wastelands. The dominant plant species and development period of plant communities by ameliorating pH, reducing the toxicity of heavy metals, increasing organic matter and water content a ected the diversity and structure of the free-living nitrogenfixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings.     

某铅锌尾矿库周边地下水污染特征与评价

通过对西南某铅锌矿尾矿库周围地下水土壤重金属元素含量的测定,研究、评价该尾矿库及其周围的浅层和深层地下水重金属污染、迁移特征及规律,为该类尾矿库工程设计、地下水预防和防治提供科学依据。结果表明：尾矿库下游的浅层地下水的铅和锌超标,尾矿库上游浅层地下水和尾矿库南、东和西的深层岩溶水各重金属物均达到《地下水质量标准》（GB／T14848—93）III类标准要求。尾矿库周围浅层地下水铅、锌、砷等重金属浓度比同一位置的深层地下水的高。     

市政污泥堆肥对矿山废弃地生态恢复影响的研究进展

市政污泥作为城市污水处理过程中的副产物,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,经堆肥处理后可用作矿山废弃地生态恢复的土壤改良基质.已有实验室模拟和场地规模研究结果表明,污泥堆肥的施用可同步实现矿山废弃地土壤基本理化性质改善、土壤微生物数量和代谢活性提高、植被的快速生长和生态功能的快速重建.污泥堆肥所含的氮、磷、有机质和重金属,在降雨渗流、微生物和植物根系的共同作用下淋溶进入水体或被植物富集,已有淋滤柱试验和短期植物种植研究结果表明,矿山有短期的二次污染风险,但风险可控.国外污泥/污泥堆肥用于矿山生态修复的案例证明,市政污泥经稳定化处理可促进矿山生态恢复,形成有效碳汇,而长期生态影响未来需要开展不同地域的场地跟踪监测并进行系统定量评估,从而进一步探讨该技术路线的可行性和安全性,同步实现市政污泥处理处置和矿山废弃地生态修复的双重目标,这也将成为未来评估市政污泥堆肥用于矿山生态恢复可行性的重要研究方向.